Устройство для защиты гидротехнического сооружения от сейсмических и взрывных воздействий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГИД-. РОТЕХНИЧЕСКОГО- СООРУЖЕНИЯ ОТ СЕЙСМИЧЕСКИХ И ВЗРЫВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ, включающее заглубленные в рабочем положении под уровень водоема эластичные камеры заполненные сжатым воздухом, отличающееся тем, что, с целью упрощения и удешевления монтажа и эксплуатации, оно снабжено плавучей фермой с балластными емкостями , а-на гидротехническом сооружении установлены фиксаторы фермы в рабочем положении, при этом плавучая ферма одиим краем шарнирно закрепле на на напорной грани гидротехнического сооружения в его верхней части, а эластичные камеры размещены на плавучей ферме.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ}УБЛИН

4isi) Е 02 В 3/Об

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3616159/29-15 (22) 08.07.83 (46) 30.05.85. Бюл. Х 20 (72) Ю.А.Григорьев, Н.Н.Яковлев, В.М.Боярский, Г.А.Игольников, Н.В.Касаткин, Г.А.Кольник, В.Я.Кошкин, О.Д.1 рввчук, О.А.Савинов н И..С.Шейнин (71)Ленинградское отделение Hcecoiosного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно»исследовательского института Гидропроект им. С.Я.Жука и Всесоюзный ордена Трудового Красно-;

:го Знамени научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е.Веденеева (53) 627,52 (088.8) (56) 1. Патент Франции У 605031, кл. 84 а;3, опублик. 1926.

2. Патент США 11 3022632, кл. 61-5,-опублик. 1962.

Ю 1Я

„„SU„„1158653 A (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПЩ»

РОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ ОТ СЕЙСМИ»

ЧЕСКИХ И ВЗРЫВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ, включающее звглубленные в рабочем положении под уровень водоема эластичные камеры, заполненные сжатым воздухом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и удешевления монтажа и эксплуатации, оно снабжено плавучей фермой с балластными емкос» тями., а:на гидротехническом сооружении установлены фиксаторы фермы в рабочем положении, при этом плавучая ферма одним краем шарнирно закреплена на напорной грани гидротехнического сооружения в его верхней части, а эластичные камеры размещены наплавучей ферме, 1 И 58

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначе но для защиты гидротехнических сооружений, размещенных в сейсмических районах, а также в районах, где воэ- 5 можны взрывы, Известно устройство для защиты гидротехнического собружения от агрессивного действия воды и уменьшения фильтрации. через тело сооружения, включающее камеру без дна, выполненную на напорной грани плотины и заполненную сжатым воздухом при помощи компрессоров с .автоматическим управлением, которые меняют давление 15 в камере в зависимости от изменения уровня верхнего бьефа 11 1.

Это устройство может снижать величину гидродинамического давления на плотину при землетрясении или 20 взрыве, однако область применения устройства ограничена, так как камеры на напорной грани плотины мо« гут быть выполнены только при осушенном водохранилище Для уже существующего сооружения, например, от взрывного воздействия, применение такого устройства без сушения водохранилища невозможно, по той же причине затруднен ремонт устройства, ЗО

Кроме того, надежность защитных мероприятий зависит от возможности обеспечения постоянной работы компрессорного парка и ;автоматики.

Наиболее близким техническим .решением к изобретению является устройство для защиты.гйдротехничес кого сооружения от сейсмических и взрывных воздействий, включающее заглубленные в рабочем положении под уровень водоема эластичные камеры заполненные сжатым воздухом (2).

Однако в данном устройстве каме" ры заполняются сжатым воздухом до 45 погружения их под уровень водоема, в них создается избыточное. давление, соответствующее глубине погружения камер в рабочее положение, что является небезопасным при работе камары О на открытом воздухе, При этом созда ние предварительного избыточного давления в камерах влечет эа собой увеличение материалоемкости камер, а также приводит к их удорожанию. я

Кроме того, в случае нарушения герметичности или выхода из строя ка мер отсутствует возможность их под653 качки в эксплуатационном состоянии без демонтажа.

Цель изобретения - упрощение и ) удешевление монтажа и эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты гидротехнического сооружения от-сейсмических и взрывных воздействий, включающее заглубленные в рабочем положении под уровень водоема эластичные камеры, заполненные сжатым воздухом, снабжена плавучей фермой с балластными емкостями, .а на гидротехническом сооружении установлены фиксаторы фермы в рабочем положении, при этом плавучая ферма одним краем шарнирно закреплена на напорной гра-, ни гидротехнического сооружения в его верхней части, а эластичные ка» меры размещены на плавучей ферме.

На фиг.l показано устройство.для защиты гидротехнического сооружения от сейсмических и взрывных воздействий, общий вид; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг;1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг,2 на фиг.4 -. разрез В-В на фиг.2 на фиг.5 - снаряд для подачи воздуха в эластичные камеры на фиг.б « фиксаторы фермы в рабочем положении; на фиг.7 - схема последовательного наполнения эластичных камер, -Устройство для защиты гидротехнического сооружения 1 от сейсмичес ких и взрывных воздействий: включает заглубленные в рабочем положении под уровень водоема 2 эластичные камеры 3, заполненные сжатым воздухом, .и плавучую ферму 4 с балластными емкостями 5 и 6. При этом на гидротехническом сооружении 1 установле ны фиксаторы 7 фермы 4 в рабочем положении. Ферма 4 закреплена при помощи шарнира 8 на напорной грани 9 гидротехнического сооружения 1 в его верхней части, а эластичные камеры 3 размещены на плавучей ферме 4.

Балластные емкости 5 и 6 имеют снизу по одному отверстию 10 и сверху по одному отверстию ll снабженному вентилем. Внутри балластной емкости 5 установлена направляющая труба 12, в которой, перемещается снаряд 13 для подачи воздуха в эластичные камеры 3, который соединен с компрессором 14 посредством двухканального воэдуховода 15. Направляющая труба 12 имеет одно выходящее в з I I 58653 4 нижнюю эластичную камеру 3 отверс- Точыост сть погружения снаряда I3 тие lá для подачи воэ xa ду для подачи воздуха в направляющей т рубе l2 достигается установкой упо-.

Снаряд 13 для подачи воздуха пред- ров 27 в т б 12 в тру е на глубине, гаставляет собой полый цилиндр с от- 5 рантирующей с ще совмещение рабочих орверстиями 17 в верхней и нижней части. ганов снаряда !3 с соединительной

Отверстия 17 .выходят в резиновые там- трубкой 23, пони 18 верхнего и нижнего яруса . Устройство для защиты гидротехни«

Тампоны 18 выполнены иэ эластичного ческого сооружени ения от сейсмических материала, например резины и, пред- !О и взрывных воздействий работает слеставляют собой тороидаЛьные коль- дующим образом. ца, надетые на наружную продольную Эластичные камеры 3 собираются поверхность снаряда 13,и герметично последовател и л довательно на ферме 4, верхняя . закрепленные иа этой поверхности, В кромка которой закрепляется к нанерабочем состоянии тампоны 18 не 15 поркой грани 9 гидротехнического соо. иакачаны воздухом, что дает возмож- ружения 1 при 8. я при помощи шарнира 8. Приность свободного перемещения снаря- стравливании ливании воздуха иэ балластных да 13 по направляющей трубе 12. емкостей 5 6 емкосте и путем открытия вентиВерхняя крышка снаряда 13 соединена лей установлен

„ установленных на отверстиях 22, с двухканальным воздуховодом 15, 20 происходит заполнение емкостей 5 и .6 подключенным к компрессору 14 и снаб водой через от 10, рез отверстия, и ферма 4 женным манометрами и вентилями для вследств е ледствие утраты плавучести опус20 перекрытия каждого из каналов 19 кается под уро ен я под уровень водоема 2 на наИ ° порную грань 9 гидротехнического со.

Канац 20 через трубку 21 соединен 25 оружения 1, где закрепляется. фиксас отверстием 22, выходящим в прост-, торами 7. ранство между верхним и нижним тампонами 18. осле нксации фермы производит. ся подача воздуха в эластичные каЭластичные камеры 3 соединены с меры 3 для чег меры, для чего в направляющую трунаправляющей трубой 12 посредством ЗО бу 12 опускае с опускается снаряд 13, подвесоединительных трубок 23 и с,бал ° шенный на двухкана шеннь на двухканальном воздухоластной емкостью б посредством пере- воде 15 являюще с являющемся одновременно и пускных трубок 24. Соединительная поддерживающим элемен м элементом. Опускание трубка 23 наклонена к горизонтальной снаряда 13 осуще осуществляется до ниж плоскости, йричем нижнее отверстие него положения, где он фиксируется, соединительной трубки 23 выходит в становясь на упоры 27. По каналу 19 пространство между .тампонами 18 сна- воздуховода 15 соединенному с поряд@ 13, а верхнее отверстие соеди- лостью снаряда 13 и тампонами 18, нительной трубки 23 выходит к верх- нагнетается воздух с расчетным давней кромке крепления эластичной ка 4О лением -P„, Накачанные тампоны !8, меры 3. разжимаясь, закрепляют снаряд 13 в

Перепускная трубка 24 также име- заданном положении и ом положении и создают гермеет наклон, причем верхнее отверстие тичное пространс е пространство между направляюперепускиой трубки 24 находится око< щей трубой 12 и снарядом 13, После ло балластной емкости 6 и расположе- g$ накачки TRMIIofioB 18 канал 19 воздуно около нижней границы крепления ховода 15 перекрывается вентилем, и эластичной камеРы 3, а нижнее от- . компРессоР 14 подключается к канаверстке перепускной труби 24 в - лу 20. Воздух с давлением Р2 нагнеоэдух с давлением Р, нагнеходит на наружную поверхность фер- таемый по каналу 20 через трубку 21 мы 4 со стороны защищаемого сооруже- 5О и отверстие 22, поступает в пространния. На выходе перепускиой тРУб» ство между тампонами 18, откуда ки 24 установлен направляющий козы» через соединительную трубку 23 постурек 25 ° сужающийся кверху. пает в камеру 3 и вытесняет воду из

На следующем ярусе установленных нее, при этом воздух выходит через на ферме 4 эластичных камер 3, иа у перепускную трубку 24 в окружакицую входе в камеру 3 установлена соеди- среду. Давление воздуха P должно

2 нительная трубка 23, снабженная улав- . быть немного больше давлендя окруливающим козырьком 26. жающей среды, соответствующего глубине погружения снаряда 13, в расчетное давление Р„ назначается боль" шим, чем давление Р воздуха, подаваемого в эластичные камеры 3.

При вытеснении воды иэ эластичной камеры 3 воздух, заполнив эту ем-. кость, начнет поступать наружу и в ниде пузырьков подниматься вдоль наружной грани фермы 4 вверх.

Соединительная трубка.23, установленная на входе в эластичную камеру З.следующего по высоте яруса, снабжена улввливающим козырьком 26, который является собирателем восходящего потока воздушных пузырьков, в так как давление окружающей среды, в том числе и воздуха, на уровне входного отверстия соединительной трубки 23 выше, чем давление акружвющей среды нв уровне выходного отверстия этой же трубки и.давление внутри эластичной камеры 3, воздух из пространства под.козырьком 26 начнет поступать в камеру 3 и эапол« нять ее, вытесняя из нее воцу в окружащщую среду через перепускную трубку 24, расположенную около балластной емкости 6..

Наполнение эластичных камер 3 вышележащих ярусов происходит последовательно по описанной схеме.

После последовательного наполнения эластичных камер 3 сжатым воздухом избыток воздуха начнет выходить из перепускной трубки 24 верхнего яруса камер 3 в окружающую водную . срецу, что видно по выходу пузырьков воздуха на поверхность водоема 2 и означает, что все эластичные камеры 3 наполнены сжатым воздухом и компрессор 14 следует выключить.

В случае проведения необходимого ремонта при повреждении эластичных камер 3, неисправности системы за.качки камер сжатым воздухом н т.д., ферма 4 освобождается от фиксатора 7, в в балластные емкое ти, и 6 производится нагнетание сжатого воздуха через отверстия Il. По мере вытеснения воды из балластных емкос5 тей 5 и 6 через отверстия 10 и заполнения этих емкостей 5 и 6 воздухом ферма 4 всплывает на поверхность водоема 2 поворачиваясь вокруг шарнира.8.

Такая конструкция устройства для защиты гидротехнического сооружения . от сейсмических и взрывных воэдей ствий упрощает и удешевляет монтаж и эксплуатацию устройства. Кроме того, .повышается надежность, так как для подачи воздуха в камеры и балластные емкости используется один источник сжатого. воздуха — компрессор, который работает на данную сис20 тему камер только в момент установки устройства в рабочее положение, отсутствует автоматика, так как расчет« ное давление в эластичных камерах определяется выходом излишков воз2 духа через перепускные трубки в водную среду. Повышение безопасности устройства обеспечивается тем, что заполнение сжатым воздухом камер производится после того, как камеры

30 заглублены под уровень водоема и создаваемое давление в камерах всегда равно давлению окружающей среды, При необходимости подкачки камер д воздухом достаточно опустить в направляющую трубу возцухоподвющий снаряд и подать воздух до заполнения всех камер системы, в случае повреждения камер они легко могут

40 быть извлечены цля ремонта, повышается удобство эксплуатации устройства,в результате чего снижается материалоемкость камер, так как внчтреннее давление воздуха в камерах

4з, полностью уравновешено давлением в окружающей камеры воле, - 8653 д- b

Юз Гух

2 2 58653

2б

Фиг. 7

Составитель П, Гордиенко

Редактор А.Долинич Техред М.Кузьма Корректор О.Билак

Заказ 3536/30 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

223035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф иал ППП 1Патент"в г. Ужгороде ул. Проектная, 4